設(shè)備備件庫存結(jié)構(gòu)及備件管理構(gòu)想

1、廣州大學(xué)工業(yè)工程與設(shè)備工程研究所industrial and plant engineering institute, guangzhou university設(shè)備備件庫存結(jié)構(gòu)及備件管理構(gòu)想李葆文摘 要企業(yè)備件庫存是維修成本的重要構(gòu)成。當(dāng)代企業(yè)實施維修成本戰(zhàn)略管理，做好備件庫存優(yōu)化十分必要。合理適當(dāng)?shù)膫浼齑?，又是生產(chǎn)流暢運行的保障。隨著社會化服務(wù)體系的不斷完善，企業(yè)的備件供應(yīng)更多依賴于備件信息管理、廠外備件庫和社會虛擬備件庫來完成。在新的環(huán)境下，企業(yè)內(nèi)部的備件管理模式應(yīng)不斷創(chuàng)新并做適應(yīng)性調(diào)整。本文試圖探索新形勢下的備件分類管理、編碼規(guī)則、庫存優(yōu)化模型、計劃的生成及條碼管理的應(yīng)用。文中還論述了

2、備件管理計算機信息系統(tǒng)框架。關(guān)鍵字：備件 庫存 優(yōu)化目前企業(yè)普遍存在因為庫存結(jié)構(gòu)不合理而造成庫存積壓、資金浪費的現(xiàn)象，但庫存管理又是一個十分煩瑣復(fù)雜的問題。在庫存管理中，我們既不希望占有過多的流動資金，又不希望備件短缺，影響設(shè)備的及時修復(fù)。由于我們對備件的損壞規(guī)律和訂貨規(guī)律不能及時和準(zhǔn)確地掌握，這也就給合理庫存結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計帶來困難。一般設(shè)備管理軟件中的備件管理，實際上僅僅是出、入庫的數(shù)據(jù)庫管理，可以完成統(tǒng)計、表格生成和掌握庫存狀況，但對這種庫存結(jié)構(gòu)是否經(jīng)濟合理，就不能回答也無能為力了。為了把備件庫存真正納入管理的過程，我們結(jié)合企業(yè)備件管理現(xiàn)狀，本著邊調(diào)研、邊摸清規(guī)律、邊進入模型的思路，使備件

3、結(jié)構(gòu)逐漸由黑箱變成灰箱，再逐漸透明。其實，整個備件管理的過程也就是備件損壞規(guī)律、訂貨規(guī)律逐漸透明化，庫存結(jié)構(gòu)逐漸經(jīng)濟合理化的過程。一、備件的3a管理思路為了區(qū)別備件的輕重緩急，我們對設(shè)備進行abc分類，然后再對部件（總成）作abc分類，最后對零件作abc分類。需要說明的是，設(shè)備的abc分類與傳統(tǒng)的分類方法有所不同。傳統(tǒng)的分類注重設(shè)備的精密、大型、稀有、貴重和關(guān)鍵，我們新的分類思路，更加重視設(shè)備在生產(chǎn)流程中的作用，注重設(shè)備停機對生產(chǎn)的影響，造成的后果。1、設(shè)備的abc分類a類設(shè)備：主流程上，對生產(chǎn)直接影響、影響很大的設(shè)備；b類設(shè)備：非主流程上，但對生產(chǎn)影響較大的設(shè)備，如能源、氣體供應(yīng)設(shè)備；或雖在

4、主流程上，但不構(gòu)成很大影響的設(shè)備等等；c類設(shè)備：非主流程上，對生產(chǎn)影響不大，故障后可以等待修復(fù)的設(shè)備。2、部件的abc分類：a類部件：設(shè)備的核心、主要負載部位，對設(shè)備生產(chǎn)運行影響直接，影響重要，發(fā)生故障后果嚴重、停機損失嚴重；b類部件：設(shè)備的較重要部位，發(fā)生故障影響設(shè)備功能、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和安全環(huán)保，但不會造成嚴重停機損失；c類部件：設(shè)備的輔助部位，發(fā)生故障暫不會對設(shè)備功能、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和安全環(huán)保產(chǎn)生即時的影響。3、零件的abc分類：a類零件：部件的核心、主要負載部位，對設(shè)備生產(chǎn)運行影響直接，影響重要，發(fā)生故障后果嚴重、停機損失嚴重；b類零件：部件的較重要部位，發(fā)生故障影響設(shè)備功能、

5、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和安全環(huán)保，但不會造成嚴重停機損失；c類零件：部件的輔助部位，發(fā)生故障暫不會對設(shè)備功能、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和安全環(huán)保產(chǎn)生即時的影響。我們可以由設(shè)備、部件和零件的abc分類派生出從aaa，到ccc共27種零件類別。然而，為了壓縮庫存，僅有若干類納入庫存結(jié)構(gòu)模型管理范疇，其余類均作零庫存處理，也就是說，當(dāng)領(lǐng)用部門提出申請，才去訂貨、采購，平時不作儲備。納入備件庫存結(jié)構(gòu)模型管理范疇的備件又被分成四級。為了便于分析，我們可以用一個三維正方形來表示備件庫存結(jié)構(gòu)，正方形在原點的頂點代表aaa，即最重要備件，遠離原點的頂點代表ccc，即最不重要的備件。我們以靠近原點的遠近來區(qū)分重要程度，以

6、兩個垂直aaa-ccc對角線的三角形為分界面，如圖1所示。這樣得到四個不同的級別。第一級：aaa，baa，aba，aab；即靠近三維坐標(biāo)系原點小三角形里的四個點，代表了最重要，需要做冗余庫存的零件。第二級：abb，aca，bca，acb，abc，aac，bac，bba，cab，cba，bab，caa，bbb；即夾在靠近原點小三角形和中間大三角形之間的點，代表了較重要，可以做一般庫存的零件。第三級：acc，bcb，cca，cbb，cac，bbc；即夾在中間大三角形到原離原點小三角形之間的點，代表了不重要，可以做短缺庫存的零件。第四級：bcc，ccb，cbc，ccc；代表最不重要，可以只存信息，不

7、存實物的零件。 部件維 aca bca cca acb bcb bba ccb acc bcc aba ccc cba abb cbb abc bbc aaa cbc baa caa aab cab 設(shè)備維 aa c bab bac cac 零件維 圖1 輔助備件分類的正方形根據(jù)備件的損壞和更換規(guī)律，備件的狀態(tài)分成三類。 一型備件：大流量消耗備件，損壞和訂貨周期清楚、確定； 二型備件：長周期損壞件，消耗量較小，損壞和訂貨周期清楚、確定； 三型備件：損壞或訂貨周期不清楚的損壞件。綜合以上的分類和分級，我們構(gòu)造了以下備件庫存結(jié)構(gòu)表。 表1 備件庫存結(jié)構(gòu)表 零件等級 結(jié) 構(gòu) 模 3a 2a 1a 其

8、他 備件 型 類型 一型 冗余需求模型 一般需求模型 可短缺需求 零庫存 模型 二型 保險周期庫存 零庫存周期訂 短缺周期訂 零庫存 模型 貨模型 貨模型 三型 保險上下限 一般上下限 短缺上下限 零庫存 模型 模型 模型 其他 零庫存 零庫存 零庫存 零庫存二、備件結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型體系為便于企業(yè)應(yīng)用，考慮應(yīng)用中的近似性，我們對標(biāo)準(zhǔn)的模型作了簡化處理，按照庫存結(jié)構(gòu)表歸納出的9種模型，其近似的計算公式和示意圖介紹如下。1、冗余需求模型設(shè) r某備件年需求量（件/年） p 某備件單件購買費用（元/件） c 某備件每批次訂貨費用（元/次） q 某備件每次庫存批量（件） 待優(yōu)化 h 單件備件平均年庫存保管年

9、庫存保管費用（元/件，年） dr 某備件保險冗余數(shù) l 某備件提前訂貨期（天）則理論庫存年費用購買費用訂貨費用保管費用tcrprc/qqh/2dtc/dq = -rcq-2+h/2, 令dtc/dq = 0則最經(jīng)濟訂貨量q* =2rc/h；重新訂貨點br/365ldr；實際全年庫存總費用tc*（rdr）prc/q*q*h/2drh其庫存結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。 庫 存 最高庫存 量 重新訂貨線 冗余庫存量 時間 圖2冗余需求庫存模型2、一般需求模型設(shè) r某備件年需求量（件/年） p 某備件單件購買費用（元/件） c 某備件每批次訂貨費用（元/次） q 某備件每次庫存批量（件）待優(yōu)化 h 單件備件平均

10、年庫存保管年庫存保管費用（元/件，年） l 某備件提前訂貨期（天）則理論庫存年費用購買費用訂貨費用保管費用tcrprc/qqh/2dtc/dq = -rcq-2+h/2, 令dtc/dq = 0則最經(jīng)濟訂貨量q* =2rc/h；重新訂貨點br/365l；實際全年庫存總費用tc*rprc/q*q*h/2其庫存結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。 庫 存 最高庫存 量 （經(jīng)濟訂貨批量） 重新訂貨線 時間 圖3一般需求庫存模型3、可短缺需求模型設(shè)r某備件年需求量（件/年）p 某備件單件購買費用（元/件）c 某備件每批次訂貨費用（元/次）q 某備件每次庫存批量（件） 待優(yōu)化h 單件備件平均年庫存保管年庫存保管費用（元/

11、件，年）dr 某備件可短缺數(shù)l 某備件提前訂貨期（天）則理論庫存年費用購買費用訂貨費用保管費用tcrprc/qqh/2dtc/dq = -rcq-2+h/2, 令dtc/dq = 0則最經(jīng)濟訂貨量q* =2rc/h；重新訂貨點br/365ldr；實際全年庫存總費用tc*（rdr）prc/q*q*h/2drh其庫存結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。 庫 存 最高庫存 量 重新訂貨線 時間 可短缺庫存量 圖4冗余需求庫存模型4、保險周期庫存模型設(shè) p 某備件單件購買費用（元/件） c 某備件每批次訂貨費用（元/次） q 某備件每次更換批量（件） h 單件備件平均年庫存保管年庫存保管費用（元/件，年） e 某備件更

12、換周期（天） m某備件庫存時間（天） dr備件保險冗余量（件）則理論庫存年費用購買費用訂貨費用保管費用tc365pq/e365c/e365qmh/365edrpdrh365pq/e365c/eqmh/edrpdrh其庫存結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。 庫 最高庫存 存 更換數(shù)量 量 冗余數(shù)量 更換周期 時間 圖5保險周期庫存模型5、零庫存周期訂貨模型設(shè) p 某備件單件購買費用（元/件） c 某備件每批次訂貨費用（元/次） q 某備件每次更換批量（件） h 單件備件平均年庫存保管年庫存保管費用（元/件，年） e 某備件更換周期（天） m某備件庫存時間（天）則理論庫存年費用購買費用訂貨費用保管費用tc365p

13、q/e365c/e365qmh/365e365pq/e365c/eqmh/e其庫存結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。 庫 最高庫存（更換數(shù)量） 存 量 更換周期 時間 圖6零庫存周期訂貨模型6、短缺周期訂貨模型設(shè) p 某備件單件購買費用（元/件） c 某備件每批次訂貨費用（元/次） q 某備件每次更換批量（件） h 單件備件平均年庫存保管年庫存保管費用（元/件，年） e 某備件更換周期（天） m某備件庫存時間（天） dr備件可短缺數(shù)量（件）則理論庫存年費用購買費用訂貨費用保管費用tc365pq/e365c/e365qmh/365e365pdr/edrmh/e365pq/e365c/eqmh/e365pdr/e

14、drmh/e其庫存結(jié)構(gòu)圖如圖7所示。 庫 更換數(shù)量 存 最高庫存 量 時間 更換周期 可短缺數(shù)量 圖7短缺周期訂貨模型7、保險上下限模型設(shè)某備件最大需求量為max，最低庫存維持量為min，年需求量不明確，訂貨提前周期不明確，設(shè)其保險冗余量為dr，則庫存上限即每次訂貨量umaxdr庫存下限即提前訂貨點dmindr其庫存結(jié)構(gòu)圖如圖8所示。 庫 存 max+dr 量 max min +dr dr min 時間 圖8保險上下限模型8、一般上下限模型設(shè)某備件最大需求量為max，最低庫存維持量為min，年需求量不明確，訂貨提前周期不明確，則庫存上限即每次訂貨量umax庫存下限即提前訂貨點dmin其庫存結(jié)構(gòu)

15、圖如圖9所示。 庫 存 max 量 min 時間 圖9一般上下限模型9、短缺上下限模型設(shè)某備件最大需求量為max，最低庫存維持量為min，年需求量不明確，訂貨提前周期不明確，設(shè)其允許短缺量為dr，則庫存上限即每次訂貨量umaxdr庫存下限即提前訂貨點dmindr。其庫存結(jié)構(gòu)圖如圖10所示。 max 庫 maxdr 存 量 min mindr 時間 圖10短缺上下限模型三、備件信息管理和規(guī)范進程備件信息管理程序如圖10所示： 車間領(lǐng)用人填寫“領(lǐng)用申請、庫存、采購信息調(diào)查表（三聯(lián)單）” 車間主管審核批準(zhǔn)簽字 二級庫憑手續(xù)完備的三聯(lián)單發(fā)放備件 取條碼信息或直接錄入計算機 填寫三聯(lián)單二級庫內(nèi)容 將三聯(lián)

16、單附在相應(yīng)備件上 二級庫憑累積的三聯(lián)單向一級庫領(lǐng)用備件 一級庫憑填寫完整的三聯(lián)單向二級庫發(fā)放備件 一級庫填寫三聯(lián)單“備件采購信息”內(nèi)容 專管員匯總分析備件三聯(lián)單，構(gòu)造備件庫存結(jié)構(gòu)模型 一級庫備件負責(zé)人制定備件采購申請 報采購部門執(zhí)行 圖10備件領(lǐng)用及信息管理程序備件管理趨向為：開始時上下限模型備件比例較大，隨著對備件損壞和采購規(guī)律的了解，使原來一些信息不明確的備件逐漸進入模型，于是，一、二型備件比例逐漸加大。備件管理過程就是不斷了解備件損壞、更換及訂貨規(guī)律，不斷使備件納入一、二型結(jié)構(gòu)模式管理的過程。三型備件庫存越少，說明管理越明晰，庫存資金積壓也越少，其變化趨向如圖11所示。 3a 2a 1a 第 一 年 第 二 年 第 三 年 一型備件 二型備件 三型備件 圖11 備件庫存結(jié)構(gòu)變化趨勢圖四、備件管理邏輯框架 按照以上管理思路，備件計算機管理的邏輯框架如圖12所示： 采購部門 一級庫 二級庫 使用部門 訂 訂 入 庫 庫備 出 入 出 備 零 備 貨 貨 庫 存 存件 庫 庫 庫 件 件 件 采 周 結(jié) 結(jié)